(57)【要約】  インプットディスク（１７）及びアウトプットディスク（１８）を軸線方向にて挟持した遊星ボール（１４）に押し付けてこれらの間でトルク伝達させ、且つ、これらの位置関係に応じて変速比を無段階に変化させる無段変速機（１）において、インプットディスク（１７）又はアウトプットディスク（１８）の内の何れか一方を他方に向けて押圧する軸線方向の第１の力を発生可能で、且つ、回転方向が逆になると第１の力に対して反転させた軸線方向の第２の力を発生可能な第１はすば歯車（６１）及び第２はすば歯車（６２）と、第１はすば歯車（６１）及び第２はすば歯車（６２）が発生させた第２の力を前記他方に伝達する入力軸（３０）及びラジアル軸受（ＲＢ３）及びスナップリング（ＳＲ）と、を設けること。
2011067813.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力部材と、出力部材と、これらに挟持された回転部材と、を備え、前記入力部材及び前記出力部材を前記回転部材に押し付けることで発生した摩擦力によって前記入力部材と前記出力部材との間でトルク伝達させ、且つ、該入力部材と出力部材との間の変速比を無段階に変化させる無段変速機構を有する無段変速機において、
一方に回転することで前記入力部材又は前記出力部材の内の何れか一方を他方に向けて押圧する軸線方向の第１の力を発生させ、他方に回転することで前記第１の力に対して反転させた軸線方向の第２の力を発生させる軸線方向力発生部と、
前記軸線方向力発生部が前記第２の力を発生させた場合に、該第２の力を前記入力部材又は前記出力部材の内の前記他方に伝達する反転軸線方向力伝達部と、
を設けたことを特徴とする無段変速機。
【請求項２】
前記出力部材を前記入力部材に向けて押圧する前記第１の力の反力を受け持つ第１反力発生部と、
前記入力部材を前記出力部材に向けて押圧する前記第２の力の反力を受け持つ第２反力発生部と、
夫々の回転要素の回転中心たる中心軸に対する相対回転が可能で、且つ、前記出力部材との間でトルク及び軸線方向の力の授受が可能で、且つ、該出力部材のトルクを外部に伝達可能なトルク出力部と、
を備え、
前記第１反力発生部は、前記中心軸に対する軸線方向への相対移動を行わせぬよう配置され、且つ、前記入力部材との間でトルク及び軸線方向の力の授受が可能で、且つ、該入力部材に外部からのトルクを伝達可能なトルク入力部で構成し、
前記第２反力発生部は、前記トルク出力部における前記出力部材とは軸線方向で反対側の端部に設けた前記中心軸の壁面部と、該トルク出力部における端部と当該中心軸の壁面部との間に配設して、前記トルク出力部を前記中心軸に対して相対回転させる一方、該トルク出力部を当該中心軸に対して軸線方向に相対移動させない部材と、で構成した請求項１記載の無段変速機。
【請求項３】
入力部材と、出力部材と、これらに挟持された回転部材と、を備え、前記入力部材及び前記出力部材を前記回転部材に押し付けることで発生した摩擦力によって前記入力部材と前記出力部材との間でトルク伝達させ、且つ、該入力部材と出力部材との間の変速比を無段階に変化させる無段変速機構を有する無段変速機において、
前記入力部材又は前記出力部材の内の何れか一方を他方に向けて押圧する軸線方向の第１の力を発生可能な軸線方向力発生部と、
前記入力部材又は前記出力部材の内の前記一方を前記他方から引き離す方向の力であり、前記第１の力に対して反転させた軸線方向の第２の力が前記入力部材又は前記出力部材の内の前記一方側にて発生した場合に、該第２の力を前記他方に伝達する反転軸線方向力伝達部と、
を設けたことを特徴とする無段変速機。
【請求項４】
前記第１軸線方向力発生部は、前記第１の力の発生が可能である一方、前記第２の力の発生も可能である請求項３記載の無段変速機。
【請求項５】
前記第１軸線方向力発生部は、一方に回転することで前記第１の力を発生させ、他方に回転することで前記第２の力を発生させる請求項３記載の無段変速機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入力部材と、出力部材と、これらに挟持された回転部材と、を備え、入力部材及び出力部材を回転部材に押し付けることで発生した摩擦力によって入力部材と出力部材との間でトルク伝達させ、且つ、その入力部材と出力部材との間の変速比を無段階に変化させる無段変速機構を有する無段変速機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の無段変速機としては、入力部材たる入力ディスクと出力部材たる出力ディスクと回転部材たる摩擦ローラとを備え、その摩擦ローラの傾転角の変更により変速比を変えさせる所謂トロイダル型の無段変速機が知られている。例えば、下記の特許文献１には、入力ディスク側に向けた軸線方向の押圧力を出力ディスクに発生させることが可能な一対のはすば歯車を備えたものが開示されている。この特許文献１のトロイダル型の無段変速機においては、エンジンの出力トルクが入力軸を介して入力ディスクに入力された際に、その一対のはすば歯車にて出力ディスク側から入力ディスク側に向けた軸線方向の推力（スラスト力）を発生し、その推力で出力ディスクを押圧することによって、その出力ディスクを入力ディスク側に押し付ける。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平６−１７９１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、一対のはすば歯車においては、駆動側と従動側の夫々のはすば歯車の回転方向に応じた軸線方向の推力を発生させるので、その夫々のはすば歯車の回転方向が逆転したときに、推力の向きが反転する。従って、例えば上記特許文献１のトロイダル型の無段変速機においては、減速時等の様に出力軸に逆転方向のトルクが入力された場合、この出力軸に連結された一対のはすば歯車の回転方向も逆転するので、この一対のはすば歯車の発生させる推力の向きが反転する。これが為、この無段変速機においては、入力ディスク側に向けた押圧力が出力ディスクに働かなくなり、摩擦ローラの挟持力が低下してしまうので、入力ディスクと出力ディスクとの間で伝達トルク容量を確保できない虞がある。【０００５】
そこで、本発明は、かかる従来例の有する不都合を改善し、入力部材と出力部材の間に軸線に沿った両方向の押圧力を適切に発生させることのできる無段変速機を提供することを、その目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成する為、本発明では、入力部材と、出力部材と、これらに挟持された回転部材と、を備え、前記入力部材及び前記出力部材を前記回転部材に押し付けることで発生した摩擦力によって前記入力部材と前記出力部材との間でトルク伝達させ、且つ、その入力部材と出力部材との間の変速比を無段階に変化させる無段変速機構を有する無段変速機において、一方に回転することで前記入力部材又は前記出力部材の内の何れか一方を他方に向けて押圧する軸線方向の第１の力を発生させ、他方に回転することで前記第１の力に対して反転させた軸線方向の第２の力を発生させる軸線方向力発生部と、前記軸線方向力発生部が前記第２の力を発生させた場合に、その第２の力を前記入力部材又は前記出力部材の内の前記他方に伝達する反転軸線方向力伝達部と、を設けている。【０００７】
ここで、前記出力部材を前記入力部材に向けて押圧する前記第１の力の反力を受け持つ第１反力発生部と、前記入力部材を前記出力部材に向けて押圧する前記第２の力の反力を受け持つ第２反力発生部と、夫々の回転要素の回転中心たる中心軸に対する相対回転が可能で、且つ、前記出力部材との間でトルク及び軸線方向の力の授受が可能で、且つ、その出力部材のトルクを外部に伝達可能なトルク出力部と、を備えてもよく、この場合、前記第１反力発生部は、前記中心軸に対する軸線方向への相対移動を行わせぬよう配置され、且つ、前記入力部材との間でトルク及び軸線方向の力の授受が可能で、且つ、その入力部材に外部からのトルクを伝達可能なトルク入力部で構成し、前記第２反力発生部は、前記トルク出力部における前記出力部材とは軸線方向で反対側の端部に設けた前記中心軸の壁面部と、そのトルク出力部における端部と当該中心軸の壁面部との間に配設して、前記トルク出力部を前記中心軸に対して相対回転させる一方、そのトルク出力部を当該中心軸に対して軸線方向に相対移動させない部材と、で構成してもよい。【０００８】
また、上記目的を達成する為、本発明では、入力部材と、出力部材と、これらに挟持された回転部材と、を備え、前記入力部材及び前記出力部材を前記回転部材に押し付けることで発生した摩擦力によって前記入力部材と前記出力部材との間でトルク伝達させ、且つ、その入力部材と出力部材との間の変速比を無段階に変化させる無段変速機構を有する無段変速機において、前記入力部材又は前記出力部材の内の何れか一方を他方に向けて押圧する軸線方向の第１の力を発生可能な軸線方向力発生部と、前記入力部材又は前記出力部材の内の前記一方を前記他方から引き離す方向の力であり、前記第１の力に対して反転させた軸線方向の第２の力が前記入力部材又は前記出力部材の内の前記一方側にて発生した場合に、その第２の力を前記他方に伝達する反転軸線方向力伝達部と、を設けている。【０００９】
ここで、前記第１軸線方向力発生部は、前記第１の力の発生が可能である一方、前記第２の力の発生も可能であってもよい。また、この第１軸線方向力発生部は、一方に回転することで前記第１の力を発生させ、他方に回転することで前記第２の力を発生させるものであってもよい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る無段変速機は、軸線方向力発生部がどちらの軸線方向に向けた推力を発生させたとしても、その推力を用いて、入力部材から出力部材に向かう軸線方向の力又は出力部材から入力部材に向かう軸線方向の力を発生させることができる。その際、その内の何れか一方においては、反転軸線方向力伝達部を介することで入力部材と出力部材との間の軸線方向の力を発生させることができる。これが為、この無段変速機は、軸線方向力発生部の発生する力の方向に拘わらず、入力部材と出力部材とで回転部材を所望の接触圧力で挟み込み、適切な伝達トルク容量を得ることができるので、入出力間のトルク伝達が可能になる。また、この無段変速機は、その軸線方向力発生部の第１の力を受け持つ第１反力発生部と第２の力を受け持つ第２反力発生部とを備えることによって、効果的に入力部材と出力部材との間の軸線方向の力を発生させることができる。そして、その第１反力発生部と第２反力発生部を無段変速機が既に具備しているもの（入力軸等のトルク入力部や中心軸など）で構成することによって、この無段変速機は、第１反力発生部と第２反力発生部の為に新たな部品を別途用意する必要が無く、コンパクト化を図れる。従って、この無段変速機は、配置の自由度が上がり、インホイールモータ等、種々の動力伝達機構への適用範囲の幅が拡がる。また、本発明に係る無段変速機は、入力部材又は出力部材の内の一方を他方から引き離す方向の力であり、第１の力に対して反転させた軸線方向の第２の力が入力部材又は出力部材の内の前記一方側にて発生した場合に、反転軸線方向力伝達部によってその第２の力を前記他方に伝達することで、入力部材と出力部材との間の軸線方向の力を発生させることができる。これが為、この無段変速機は、軸線方向力発生部の発生する力の方向に拘わらず、入力部材と出力部材とで回転部材を所望の接触圧力で挟み込み、適切な伝達トルク容量を得ることができるので、入出力間のトルク伝達が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、本発明に係る無段変速機の実施例１の構成を示す軸線方向に沿った断面図である。
【図２】図２は、実施例１の無段変速機が備えるシフト軸及びシフトキーについて示す図である。
【図３】図３は、実施例１の無段変速機の変速に係る要部の構成を示す軸線方向に対して垂直に切った断面図である。
【図４】図４は、実施例１の無段変速機が備える入力側カム機構と出力側カム機構の一例を説明する部分的な模式図である。
【図５】図５は、実施例１の無段変速機が備える遊星ボールの傾転角と変速比（速度比）との関係を示す線図である。
【図６】図６は、本発明に係る無段変速機の適用例の１つであり、車両の変速機への適用事例を説明する図である。
【図７】図７は、本発明に係る無段変速機の適用例の１つであり、インホイールモータへの適用事例を説明する図である。
【図８】図８は、入力側カム機構と出力側カム機構の他の例を説明する部分的な模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、本発明に係る無段変速機の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。尚、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。
【００１３】
［実施例１］
本発明に係る無段変速機の実施例１を図１から図７に基づいて説明する。
【００１４】
本実施例１の無段変速機は、複数の回転要素からなる所謂トラクション遊星ギヤ機構として構成されたものであり、入力部材と、出力部材と、これらに挟持された回転部材と、を備え、入力部材及び出力部材を回転部材に押し付けることで発生した摩擦力によって入力部材と出力部材との間でトルク伝達させ、且つ、その入力部材と出力部材との間の変速比を無段階に変化させるものである。この種の無段変速機においては、入力部材と出力部材とを回転部材に押し付けることで相互間に摩擦力を発生させ、その摩擦力によって当該入力部材と当該出力部材との間でのトルク伝達を可能にする。後述する各種構成に即して説明するならば、この無段変速機は、入力軸と接続関係にある入力部材としてのインプットディスクと、出力軸と接続関係にある出力部材としてのアウトプットディスクと、回転部材としての遊星ボールと、を備える。この無段変速機においては、インプットディスクとアウトプットディスクを遊星ボールに押し付け、これら相互間に摩擦力を発生させることによって、インプットディスクとアウトプットディスクとの間でトルクを伝達させる。そして、この無段変速機においては、そのトルクの伝達可能な状態で、インプットディスクと遊星ボールの接触半径と、アウトプットディスクと遊星ボールの接触半径と、の比率を変更することで、そのインプットディスクの回転速度（回転数）とアウトプットディスクの回転速度（回転数）との比、換言するならば入力軸と出力軸の夫々の回転速度の比である変速比を無段階に変化させる。以下、図１を用いて詳述する。
【００１５】
図１の符号１は、本実施例１の無段変速機を示す。この無段変速機１は、変速比を無段階に変化させる無段変速機構１０と、この無段変速機構１０を作動させるシフト機構２０と、夫々にトルクの入出力軸としての機能を為す２本の回転トルク伝達軸と、を有している。本実施例１においては、便宜上、一方の回転トルク伝達軸を入力軸３０とし、他方の回転トルク伝達軸を出力軸４０として説明するが、その入力側と出力側の関係を入れ替える、つまりその入力軸３０を出力軸にすると共に出力軸４０を入力軸にして構成することも可能である。また、その入力軸３０が出力軸としても機能し、その出力軸４０が入力軸としても機能するよう構成されたものであってもよい。
【００１６】
この無段変速機１においては、その入力軸３０と出力軸４０を同軸上に配置する。その入力軸３０と出力軸４０は、図１に示す如く、共通の回転軸Ｘを有する。以下においては、特に言及しない限り、その回転軸Ｘに沿う方向を軸線方向と云い、その回転軸Ｘ周りの方向を周方向と云う。また、その回転軸Ｘに直交する方向を径方向と云い、その中でも、内方に向けた側を径方向内側と、外方に向けた側を径方向外側と云う。
【００１７】
最初に、シフト機構２０についての説明を行う。
【００１８】
本実施例１のシフト機構２０は、中心軸２１と、シフト軸２２と、シフトキー２３と、で構成する。このシフト機構２０は、その中心軸２１に対してシフト軸２２とシフトキー２３を相対移動させることによって、後述する無段変速機構１０のアイドラプレート１１を軸線方向に移動させ、変速比を無段階に変化させるものである。
【００１９】
その中心軸２１は、回転軸Ｘを中心軸としたアイドラ軸であり、例えば図示しない車体や筐体等の無段変速機の固定部に固定する。つまり、この中心軸２１は、その固定部に対して相対回転させぬよう構成した固定軸である。具体的に、この中心軸２１は、回転軸Ｘを中心軸にして円柱状に成形したものであり、その軸線方向における一端を開口させた中空部２１ａと、この中空部２１ａと径方向外側の外部とを連通させる２つのスリット２１ｂと、を有する。
【００２０】
その中空部２１ａは、回転軸Ｘを中心軸とした円柱状のものである。この中空部２１ａは、挿入されたシフト軸２２を中心軸２１に対して相対回転自在に支持する。例えば、その支持には、図示しない軸受等を利用すればよい。また、夫々のスリット２１ｂは、中心軸２１の外周面から中空部２１ａに向けて貫通させた軸線方向が長手方向となる貫通孔である。この２つのスリット２１ｂは、回転軸Ｘを中心にして対称となる位置に夫々形成する。
【００２１】
更に、この中心軸２１は、中空部２１ａによる開口の無い側の端部に同心円の円板部２１ｃを有する。この円板部２１ｃは、その外径を中心軸２１の主要部における外周面の径よりも大きくする。つまり、中心軸２１は、その端部が円板部２１ｃによってフランジの如き形状になっている。この円板部２１ｃは、その外径を出力軸４０の端部（後述する第２環状部４０ｄ）に軸線方向にて対向させる大きさに成形し、中心軸２１の壁面部を成す。
【００２２】
シフト軸２２は、例えば円柱状に成形されたものであり、回転軸Ｘが中心軸となるよう中空部２１ａへと挿入された際に、その一端が中空部２１ａの軸線方向における壁面に当接し、他端が中空部２１ａによる開口から突出する長さに成形する。また、このシフト軸２２は、中空部２１ａへと挿入された際の２つのスリット２１ｂと対向する夫々の対応箇所を繋ぐ外周面に、周方向へと螺刻された図２に示す雄ネジ部２２ａを有する。
【００２３】
シフトキー２３は、図２に示す如く、シフト軸２２の雄ネジ部２２ａに螺合させる雌ネジ部２３ａを有する。この雌ネジ部２３ａは、円筒部の内周面に螺刻されたものである。また、このシフトキー２３は、図２に示す如く、スリット２１ｂに沿って長手方向に移動可能なキー部２３ｂを有する。このキー部２３ｂは、雌ネジ部２３ａが形成された円筒部の外周面から径方向外側に向けて突設した板状のものであり、スリット２１ｂ毎に設ける。具体的に、このキー部２３ｂは、図１に示す如く、スリット２１ｂ内を貫通して、中心軸２１の外周面よりも径方向外側に突出させる形状に成形する。また、このキー部２３ｂは、図１に示す如く、その軸線方向の幅をスリット２１ｂの長手方向の長さよりも短く成形する。従って、シフトキー２３は、シフト軸２２を周方向へと回転させた際に、キー部２３ｂがスリット２１ｂの周方向の壁面に係止されるので、雄ネジ部２２ａと雌ネジ部２３ａのネジの作用によって回転方向に応じた軸線方向へと移動する。つまり、このシフトキー２３の夫々のキー部２３ｂは、そのシフト軸２２の回転によって、各々のスリット２１ｂ内を軸線方向へと往復移動することができる。ここで、そのシフト軸２２は、図示しないシフト装置によって所望の周方向へと回転させる。例えば、そのシフト装置は、電動モータ等のアクチュエータを駆動源として備えており、必要とあればリンク機構も有している。
【００２４】
先ず、本実施例１の無段変速機構１０について詳述する。
【００２５】
この無段変速機構１０は、アイドラプレート１１と、軸受ボール１２と、アイドラローラ１３と、遊星ボール１４と、傾転用アーム１５と、キャリヤ１６と、インプットディスク１７と、アウトプットディスク１８と、を備える。
【００２６】
アイドラプレート１１は、アイドラローラ１３を回転自在に支持する軸受部材である。このアイドラプレート１１は、回転軸Ｘを中心軸とする円筒状に成形し、その内方に中心軸２１を挿入する。具体的に、このアイドラプレート１１は、その内周面の径を中心軸２１の外周面の径よりも大きく成形し、その中心軸２１に対する軸線方向への相対的な往復移動を可能にする。また、このアイドラプレート１１は、その軸線方向の長さを例えばスリット２１ｂの長手方向の長さと略同等に成形する。また、このアイドラプレート１１は、軸線方向に沿って切った断面が径方向外側への先細り形状となるように成形する。
【００２７】
このアイドラプレート１１は、中心軸２１の外周部にシフトキー２３の夫々のキー部２３ｂを介して取り付ける。例えば、このアイドラプレート１１には、その内周部に夫々のキー部２３ｂの突出端を嵌合させる。従って、このアイドラプレート１１は、シフトキー２３の軸線方向への移動に伴って、中心軸２１に対する軸線方向への相対的な往復移動を行う。
【００２８】
更に、このアイドラプレート１１には、その外周面から径方向内側に向けた周方向の環状溝１１ａを形成する。この環状溝１１ａは、アイドラプレート１１の軸線方向における中間部分に形成する。この環状溝１１ａにおいては、その底面と側壁面との夫々の環状の境界部分を円弧状となる滑らかな凹曲面に形成する。ここで、その環状の境界部分には、球状の軸受ボール１２が配置される。つまり、この境界部分における凹曲面は、軸受ボール１２を配置する軸受面になっている。
【００２９】
その軸受ボール１２は、アイドラローラ１３を周方向へと回転自在に支持するものである。
【００３０】
アイドラローラ１３は、遊星ボール１４の回転軸を為すものである。このアイドラローラ１３は、回転軸Ｘを中心軸とする円筒状に主体部分を成形して、アイドラプレート１１の環状溝１１ａの内部に相対回転自在に配設する。具体的に、このアイドラローラ１３は、アイドラプレート１１に対する周方向への滑らかな相対回転を実現させる範疇において、その軸線方向の長さを環状溝１１ａの溝幅と略同等に成形する。また、このアイドラローラ１３は、その主体部分の内周面の軸線方向における中間部分に、その主体部分よりも軸線方向が短く、且つ、その主体部分よりも内壁面の径が小さい円筒部を有しており、その円筒部の軸線方向における内壁側の両端部分を軸受ボール１２に接触させる。つまり、このアイドラローラ１３は、環状溝１１ａの境界部分に配設された軸受ボール１２を介して、アイドラプレート１１に対する周方向への相対回転が自在となるようアイドラプレート１１に支持されている。従って、このアイドラローラ１３は、その主体部分の外周面に接する遊星ボール１４の回転軸になることができ、また、アイドラプレート１１の軸線方向への移動に伴って、このアイドラプレート１１と共に中心軸２１に対する軸線方向への相対的な往復移動を行うこともできる。
【００３１】
遊星ボール１４は、転動体であり、トラクション遊星ギヤ機構におけるボール型ピニオンに相当する。この遊星ボール１４は、図１及び図３に示す如く完全な球状体であることが好ましいが、その外周面が滑らかな曲面を成すものであれば、例えばラグビーボールの様な断面が楕円形状のものであってもよい。
【００３２】
この遊星ボール１４は、その中心を通って貫通させた支持軸１４ａによって回転自在に支持する。例えば、遊星ボール１４は、図３に示す如く、支持軸１４ａの外周面との間に配設した軸受１４ｂによって、支持軸１４ａに対する相対回転（つまり自転）ができるようにしている。
【００３３】
その支持軸１４ａは、回転軸Ｘを含む平面上に中心軸が来るよう配設する。その基準となる位置は、図１に示すように、その中心軸が回転軸Ｘと平行になる位置である。ここで、支持軸１４ａは、その両端部を遊星ボール１４の外周面（外周曲面）から突出させ、後述する傾転用アーム１５に取り付ける。従って、この支持軸１４ａは、その傾転用アーム１５の動きに伴い、図１の基準位置から傾斜させた位置に又は当該傾斜位置から基準位置に揺動（傾転）する。その傾転は、支持軸１４ａの中心軸と回転軸Ｘとを含む平面内で行われる。
【００３４】
ここで、遊星ボール１４は、アイドラローラ１３の外周側に複数個、例えば図３に示すように８個設ける。これが為、その遊星ボール１４の数量に合わせて、支持軸１４ａと軸受１４ｂも配設する。各遊星ボール１４は、アイドラローラ１３の外周面上を転動した際に各々の間で引き摺りトルクが生じないように、互いに所定の隙間を空けて、実質上、非接触にしている。
【００３５】
傾転用アーム１５は、アイドラプレート１１の軸線方向の移動に伴って、支持軸１４ａと遊星ボール１４に傾転力を作用させ、その遊星ボール１４の回転中心軸、即ち支持軸１４ａの中心軸を傾斜させる為の部材である。この傾転用アーム１５は、回転軸Ｘに対して垂直方向へと延ばした形に成形及び配設する。具体的に、この傾転用アーム１５は、その径方向内側の先端部を先細り形状に成形する。また、この傾転用アーム１５は、支持軸１４ａの両端部に各々配設し、その夫々の支持軸１４ａの端部を径方向外側の端部に取り付ける。また、この傾転用アーム１５は、中心軸２１に対しての軸線方向への相対移動と周方向への相対回転をさせぬように配設する。
【００３６】
その両端部に取り付けた一対の傾転用アーム１５は、支持軸１４ａと遊星ボール１４毎に用意する。また、この一対の傾転用アーム１５は、アイドラプレート１１の軸線方向の両端部の壁面を各々の径方向内側の先端部における先細り形状の壁面で挟み込む。この一対の傾転用アーム１５においては、その夫々の先細り形状の壁面がアイドラプレート１１への接触面１５ａとなる。この一対の傾転用アーム１５は、軸線方向にて対向する夫々の接触面１５ａによって径方向内側への外開き形状となるように先端部を成形する。
【００３７】
これに対して、アイドラプレート１１においては、その軸線方向の両端部の夫々の壁面が各傾転用アーム１５の接触面１５ａとの接触面１１ｂとなる。このアイドラプレート１１は、前述したように、軸線方向に沿って切った断面が径方向外側への先細り形状になっている。これが為、このアイドラプレート１１においては、その両端部の接触面１１ｂについても、その軸線方向に沿って切った断面が径方向外側への先細り形状になっている。ここでは、その夫々の接触面１１ｂを軸線方向外側に向けた凸曲面状にしている。
【００３８】
このようにアイドラプレート１１の接触面１１ｂと傾転用アーム１５の接触面１５ａを構成することで、アイドラプレート１１と夫々の傾転用アーム１５は、その接触面１１ｂと接触面１５ａが点接触又は線接触する。従って、各々の接触箇所においては、アイドラプレート１１が軸線方向に沿って移動する際の荷重が中心軸２１に対して斜め外側を向いた力として各傾転用アーム１５に作用する。傾転用アーム１５は、その力によって支持軸１４ａを上記の平面内で傾斜させる。これが為、夫々の支持軸１４ａと遊星ボール１４は、アイドラプレート１１を軸線方向に移動させた際の傾転用アーム１５への作用力によって、上記の平面内で傾斜することになる。
【００３９】
キャリヤ１６は、後述するインホイールモータ２００に適用された際の所謂ステータドラムを成し、遊星ボール１４と支持軸１４ａと傾転用アーム１５を中心軸２１に対して軸線方向に相対移動させぬよう保持するものである。このキャリヤ１６は、回転軸Ｘを中心軸とする一対の円板部１６ａを有する。その夫々の円板部１６ａは、遊星ボール１４、支持軸１４ａ及び傾転用アーム１５等を軸線方向にて挟む位置に、中心軸２１に対する軸線方向への相対移動と周方向への相対回転をさせぬように配設する。
【００４０】
このキャリヤ１６においては、これら各円板部１６ａを図示しない複数本の連結軸で連結して、全体として籠状となるように構成する。これにより、このキャリヤ１６は、外周面に開放部分を有することになる。各遊星ボール１４は、その開放部分を介してキャリヤ１６の外周面から径方向外側に一部分を突出させている。
【００４１】
このキャリヤ１６においては、各円板部１６ａの夫々の対向する面に、上述した一対の傾転用アーム１５と同数の放射溝を形成する。その夫々の放射溝は、回転軸Ｘを中心にした放射状を成すものであり、周方向に沿って等間隔に形成する。各放射溝は、各傾転用アーム１５に対応する位置、形状、大きさで形成される。例えば、各放射溝は、中心部から外周縁まで形成されている。ここで、各傾転用アーム１５は、上述した傾転動作を行うことができると共に、中心軸２１に対しての軸線方向への相対移動と周方向への相対回転をさせぬよう各々の放射溝の内部に配設する。
【００４２】
インプットディスク１７とアウトプットディスク１８は、キャリヤ１６の開放部分から径方向外側に露出している各遊星ボール１４の外周面に接触し、その各遊星ボール１４との間で機械的動力、換言するならばトルクを相互に伝達させ得るものである。インプットディスク１７は、後述する入力軸３０からトルクが入力される入力側の回転体であり、無段変速機構１０の入力部材を成すものである。一方、アウトプットディスク１８は、インプットディスク１７から各遊星ボール１４を介して伝達されたトルクを後述する出力軸４０に出力する出力側の回転体であり、無段変速機構１０の出力部材を成すものである。
【００４３】
インプットディスク１７とアウトプットディスク１８は、各々回転軸Ｘを中心軸とする円環状に成形する。インプットディスク１７とアウトプットディスク１８は、軸線方向において対向させ、各遊星ボール１４を挟み込むように配設する。インプットディスク１７とアウトプットディスク１８においては、各遊星ボール１４の外周面と接触する接触面１７ａ、１８ａを有している。その接触面１７ａは、インプットディスク１７の径方向外側の端部に設ける。一方、接触面１８ａは、アウトプットディスク１８の径方向外側の端部に設ける。夫々の接触面１７ａ、１８ａは、遊星ボール１４の外周面の曲面の曲率と同等の曲率の凹円弧面を成している。
【００４４】
インプットディスク１７は、その外径が後述する入力軸３０におけるインプットハブ３２の円筒部３２ａの内径よりも僅かに小さくなるように成形する。そして、このインプットディスク１７は、軸線方向において、各遊星ボール１４とインプットハブ３２の環状部３２ｂとの間に配設する。これが為、このインプットディスク１７の径方向外側の端部は、インプットハブ３２の環状部３２ｂの環状面と軸線方向にて対向することになる。
【００４５】
一方、アウトプットディスク１８は、その外径がインプットハブ３２の円筒部３２ａの内径よりも僅かに小さくなるように成形する。そして、このアウトプットディスク１８は、軸線方向において、各遊星ボール１４と後述する出力軸４０における第２円筒部４０ｃとの間に配設する。これが為、このアウトプットディスク１８の径方向外側の端部は、その第２円筒部４０ｃの環状の端面と軸線方向にて対向することになる。
【００４６】
本実施例１の無段変速機１には、入力側カム機構５１と出力側カム機構５２とを設けている。
【００４７】
入力側カム機構５１は、インプットハブ３２とインプットディスク１７との間に作用するトルクを軸線方向に向けた推力に変換するものであり、例えばトルクカム機構を用いる。この入力側カム機構５１は、インプットハブ３２の環状部３２ｂの環状面とインプットディスク１７の径方向外側の端部との間に配設する。この入力側カム機構５１は、入力軸３０と共に、外部からのトルクをインプットディスク１７に伝えるトルク入力部を成す。
【００４８】
出力側カム機構５２は、アウトプットディスク１８と出力軸４０との間に作用するトルクを軸線方向に向けた推力に変換するものであり、同様にトルクカム機構を用いればよい。この出力側カム機構５２は、アウトプットディスク１８の径方向外側の端部と出力軸４０における第２円筒部４０ｃの環状の端面との間に配設する。この出力側カム機構５２は、出力軸４０と共に、変速後のアウトプットディスク１８のトルクを外部に伝えるトルク出力部を成す。
【００４９】
これら入力側カム機構５１と出力側カム機構５２の原理的な構成の一例を図４に示す。ここで例示する入力側カム機構５１は、入力軸３０が正転方向のトルクで回転して同一方向にインプットディスク１７を回転させるとき又はインプットディスク１７が逆転方向のトルクで回転して同一方向に入力軸３０を回転させるときに、軸線方向の推力を発生させるものである。ここでは、便宜上、入力軸３０等が或る一方の周方向に回転しているときを「正転」と云い、これとは逆方向に回転しているときを「逆転」と云うことにする。
【００５０】
入力側カム機構５１は、回転軸Ｘを中心軸にして当該回転軸Ｘ上に対向させて配置した環状の第１回転部材５１ａ及び第２回転部材５１ｂと、これら第１回転部材５１ａと第２回転部材５１ｂの夫々の対向する面に挟持されるカムローラ５１ｃと、を有する。ここで、そのカムローラ５１ｃは、第１回転部材５１ａと第２回転部材５１ｂの互いに対向する面に各々形成したカム面５１ｄにおいて挟持する。その夫々のカム面５１ｄは、一方が基準面に対する軸線方向の間隔を正転時の周方向に向けて徐々に拡げるよう傾斜させ、他方が基準面に対する軸線方向の間隔を正転時の周方向に向けて徐々に狭めるよう傾斜させたものである。尚、その基準面とは、回転軸Ｘに対する垂線を含む仮想平面である。カムローラ５１ｃは、複数個用意されており、その数に合わせてカム面５１ｄも形成する。
【００５１】
ここでは、その第１回転部材５１ａをインプットハブ３２の環状部３２ｂの環状面に一体となって回転するよう配設し、第２回転部材５１ｂをインプットディスク１７の径方向外側の端部に一体となって回転するよう配設する。これが為、この入力側カム機構５１においては、入力軸３０に正転方向のトルクが入力される又はインプットディスク１７に逆転方向のトルクが入力されると、夫々のカム面５１ｄの間隔が狭くなり、その夫々のカム面５１ｄがカムローラ５１ｃを挟み付けて相互に一体化される。従って、この入力側カム機構５１においては、入力軸３０に正転方向のトルクが入力された際に、そのトルクをインプットハブ３２からインプットディスク１７に伝達し、インプットディスク１７に逆転方向のトルクが入力された際に、そのトルクをインプットディスク１７からインプットハブ３２（入力軸３０）に伝達する。
【００５２】
更に、この入力側カム機構５１においては、入力軸３０に正転方向のトルクが入力された際又はインプットディスク１７に逆転方向のトルクが入力された際に、そのトルクとカム面５１ｄの傾斜角度に応じて軸線方向の推力を生じさせる。これについて、概略的に説明する。入力トルクをＴｉｎ、カムローラ５１ｃの個数をｎ、カムローラ５１ｃが設けられている箇所の第１回転部材５１ａと第２回転部材５１ｂでの半径をｒとすると、カムローラ５１ｃを挟み付けている箇所における円周方向（接線方向）の荷重Ｆｔは、下記の式１で表すことができる。
【００５３】
Ｆｔ＝Ｔｉｎ／（ｎ・ｒ）          ・・・  （１）
【００５４】
そして、カム面５１ｄの傾斜角度をαとすると、軸線方向に作用する推力Ｆａは、下記の式２で表すことができる。
【００５５】
Ｆａ＝Ｆｔ／ｔａｎ（α／２）      ・・・  （２）
【００５６】
この入力側カム機構５１によって発生した推力は、インプットディスク１７側とインプットハブ３２側とに向かう。ここで、例えば中心軸２１と入力軸３０を車体等の相対移動不可能な固定部に夫々固定することで、その入力軸３０は、中心軸２１に対して軸線方向へと相対移動しなくなる。これが為、そのインプットハブ３２側に向かう入力側カム機構５１の推力は、インプットハブ３２の後述する環状部３２ｂの反力によって受け持つことができる。つまり、その環状部３２ｂは、その推力を受け持つ反力を発生させる反力発生部（第１反力発生部）の機能を為す。また、インプットディスク１７側に向かう入力側カム機構５１の推力（つまりインプットディスク１７をアウトプットディスク１８に向けて押圧する軸線方向の押圧力）は、夫々の遊星ボール１４を介して、アウトプットディスク１８、出力側カム機構５２及び出力軸４０へと順次伝わる。ここで、その出力軸４０は、その軸線方向の一端を後述するスラスト軸受ＴＢ１に当接させており、そのスラスト軸受ＴＢ１側に向けた中心軸２１に対する軸線方向への相対移動を行えない。これが為、その推力（押圧力）は、そのスラスト軸受ＴＢ１と円板部２１ｃの反力によって受け持つことができる。つまり、そのスラスト軸受ＴＢ１と円板部２１ｃは、その推力（押圧力）を受け持つ反力を発生させる反力発生部（第２反力発生部）の機能を為す。従って、この入力側カム機構５１によって発生した推力は、インプットディスク１７を夫々の遊星ボール１４に押し付けることができると共に、アウトプットディスク１８も夫々の遊星ボール１４を押し付けることができる。また、その第１反力発生部や第２反力発生部を従来の無段変速機が既に具備しているもので構成しているので、ここでは、第１反力発生部と第２反力発生部の為に新たな部品を別途用意する必要が無く、コンパクト化を図れる。従って、この無段変速機１は、配置の自由度が上がり、例えばインホイールモータ等への適用範囲の幅が拡がる。
【００５７】
出力側カム機構５２は、その入力側カム機構５１と同様の構成を有している。つまり、出力側カム機構５２は、第１回転部材５２ａと、第２回転部材５２ｂと、カムローラ５２ｃと、カム面５２ｄと、を備えている。ここでは、第１回転部材５２ａをアウトプットディスク１８の径方向外側の端部に一体となって回転するよう配設し、第２回転部材５２ｂを第２円筒部４０ｃの環状の端面に一体となって回転するよう配設する。これにより、この出力側カム機構５２においては、アウトプットディスク１８に正転方向のトルクが入力される又は出力軸４０に逆転方向のトルクが入力されると、夫々のカム面５２ｄの間隔が狭くなり、その夫々のカム面５２ｄがカムローラ５２ｃを挟み付けて相互に一体化される。従って、この出力側カム機構５２においては、アウトプットディスク１８に正転方向のトルクが入力された際に、そのトルクをアウトプットディスク１８から出力軸４０に伝達し、出力軸４０に逆転方向のトルクが入力された際に、そのトルクを出力軸４０からアウトプットディスク１８に伝達する。また、この出力側カム機構５２においては、アウトプットディスク１８に正転方向のトルクが入力された際又は出力軸４０に逆転方向のトルクが入力された際に、そのトルクとカム面５２ｄの傾斜角度に応じた軸線方向の推力を生じさせる。
【００５８】
この出力側カム機構５２によって発生した推力は、アウトプットディスク１８側と出力軸４０側とに向かう。そのアウトプットディスク１８側に向かう出力側カム機構５２の推力（つまりアウトプットディスク１８をインプットディスク１７に向けて押圧する軸線方向の押圧力）は、夫々の遊星ボール１４を介して、インプットディスク１７、入力側カム機構５１及び入力軸３０に順次伝わる。そして、その推力（押圧力）は、第１反力発生部（インプットハブ３２の環状部３２ｂ）の反力によって受け持つことができる。一方、出力軸４０側に向かう出力側カム機構５２の推力は、第２反力発生部（スラスト軸受ＴＢ１及び中心軸２１の円板部２１ｃ）の反力によって受け持つことができる。従って、この出力側カム機構５２によって発生した推力は、アウトプットディスク１８を夫々の遊星ボール１４に押し付けることができると共に、インプットディスク１７も夫々の遊星ボール１４を押し付けることができる。
【００５９】
このように、この無段変速機構１０においては、入出力側の夫々のトルクに応じてインプットディスク１７とアウトプットディスク１８が各遊星ボール１４に押し付けられる。
【００６０】
尚、その入力側カム機構５１においては、夫々のカム面５１ｄにおける軸線方向の間隔が最も拡がっている部分に、入力軸３０に逆転方向のトルクが入力された際又はインプットディスク１７に正転方向のトルクが入力された際にカム面５１ｄを転動してきたカムローラ５１ｃを係止する係止面５１ｅが形成されている。これにより、その際の入力側カム機構５１は、軸線方向の推力を発生させることはできないが、第１回転部材５１ａと第２回転部材５１ｂを一体化して、そのトルクに応じた同一方向に回転させることができる。その係止面５１ｅは、カムローラ５１ｃの脱落を防ぐものでもある。また、同様の係止面５２ｅは、出力側カム機構５２にも設けている。これが為、この出力側カム機構５２は、アウトプットディスク１８に逆転方向のトルクが入力された際又は出力軸４０に正転方向のトルクが入力された際に、軸線方向の推力を発生させることはできないが、第１回転部材５２ａと第２回転部材５２ｂを一体化して、そのトルクに応じた同一方向に回転させることができる。
【００６１】
本実施例１の入力軸３０は、外部からトルクが入力されるトルク入力部材３１と、このトルク入力部材３１から伝えられた入力トルクを無段変速機構１０に伝達する入力トルク伝達部材としてのインプットハブ３２と、を備え、入力側カム機構５１を介して無段変速機構１０のインプットディスク１７に入力トルクを伝える。
【００６２】
そのトルク入力部材３１は、回転軸Ｘを中心軸とした円筒部３１ａと、この円筒部３１ａの一端を内周側にして径方向外側に延設されたフランジの如き環状部３１ｂと、で構成する。このトルク入力部材３１は、円筒部３１ａの内周面において、ラジアル軸受ＲＢ１，ＲＢ２を介し、中心軸２１に対して相対回転自在に支持させる。
【００６３】
一方、インプットハブ３２は、回転軸Ｘを中心軸とした円筒部３２ａと、この円筒部３２ａのトルク入力部材３１側の一端を外周側にして径方向内側に延設されたフランジの如き環状部３２ｂと、で構成する。その円筒部３２ａは、その外径がトルク入力部材３１の環状部３１ｂの外径と略同等に成形される。このインプットハブ３２は、その環状部３２ｂを介し、トルク入力部材３１の環状部３１ｂに互いに一体となって回転するよう夫々の環状の壁面で連結させる。その環状部３２ｂは、前述したように第１反力発生部の機能を持っており、例えば入力側カム機構５１の推力等を反力で受け持つ。
【００６４】
ここで、この入力軸３０は、このままではトルク入力部材３１側での一端支持となる。これが為、この入力軸３０においては、両端支持で荷重の分散と円滑な回転を図るべく、そのインプットハブ３２の開放側の一端を支持する支持部材３３が設けられている。
【００６５】
この支持部材３３は、回転軸Ｘを中心軸とした円筒部３３ａと、この円筒部３３ａのインプットハブ３２側の一端を内周側にして径方向外側に延設されたフランジの如き第１環状部３３ｂと、その円筒部３３ａの他端を内周側にして径方向内側に延設されたフランジの如き第２環状部３３ｃと、で構成する。その第１環状部３３ｂは、その外径がインプットハブ３２の円筒部３２ａの外径と略同等に成形する。この支持部材３３は、その第１環状部３３ｂを介し、インプットハブ３２の円筒部３２ａの開放側の一端に互いに一体となって回転するよう連結させる。また、この支持部材３３は、円筒部３３ａの内周面において、ラジアル軸受ＲＢ３を介し、後述する第１はすば歯車６１の円筒部６１ａの外周面に対して相対回転自在に支持させる。つまり、入力軸３０は、ラジアル軸受ＲＢ１，ＲＢ２，ＲＢ３を介して支持している。
【００６６】
更に、第２環状部３３ｃは、無段変速機構１０側の環状の壁面をラジアル軸受ＲＢ３の環状の壁面に当接させるよう設けている。ここで、後述するスナップリングＳＲは、この当接状態において、ラジアル軸受ＲＢ３における軸線方向にて反対側の環状の壁面に当接させている。
【００６７】
続いて、本実施例１の出力軸４０は、無段変速機構１０のアウトプットディスク１８から出力側カム機構５２を介して伝えられた出力トルクを外部に出力するアウトプットハブである。この出力軸４０は、その無段変速機構１０を間に挟み、軸線方向にて入力軸３０のトルク入力部材３１に対向させて配置する。
【００６８】
この出力軸４０は、回転軸Ｘを中心軸とした第１円筒部４０ａと、この第１円筒部４０ａの無段変速機構１０側の一端を内周側にして径方向外側に延設されたフランジの如き第１環状部４０ｂと、この第１環状部４０ｂの外周側の端部から無段変速機構１０側に向けて延設した第２円筒部４０ｃと、その第１円筒部４０ａの他端を外周側にして径方向内側に延設されたフランジの如き第２環状部４０ｄと、で構成する。
【００６９】
その第１円筒部４０ａは、入力軸３０の支持部材３３に対して径方向内側に配置しており、その外周面に後述するスプラインＳＰを介して第１はすば歯車６１の内周面をスプライン嵌合させる。出力軸４０は、この第１円筒部４０ａの内周面において、ラジアル軸受ＲＢ４，ＲＢ５を介し、中心軸２１に対して相対回転自在に支持させる。
【００７０】
第１環状部４０ｂは、入力軸３０の支持部材３３よりも無段変速機構１０側に配置し、第２円筒部４０ｃは、入力軸３０のインプットハブ３２に対して径方向内側に配置する。ここで、その第１環状部４０ｂと第２円筒部４０ｃの夫々の外径は、アウトプットディスク１８の外径と略同等の大きさに成形する。つまり、第１環状部４０ｂと第２円筒部４０ｃの夫々の外径は、インプットハブ３２の円筒部３２ａの内径よりも僅かに小さくなるように成形されている。
【００７１】
更に、第２環状部４０ｄは、無段変速機構１０側（図１の紙面右側）の環状の壁面を軸線方向にてラジアル軸受ＲＢ５の環状の壁面に対向させ、反対側（図１の紙面左側）の環状の壁面を軸線方向にて中心軸２１の円板部２１ｃにより成る環状の壁面に対向させる。つまり、この第２環状部４０ｄは、軸線方向において、ラジアル軸受ＲＢ５と中心軸２１の円板部２１ｃとに挟まれた位置にある。ここで、この第２環状部４０ｄにおいては、無段変速機構１０側の環状の壁面をラジアル軸受ＲＢ５の環状の壁面に当接させる。一方、その反対側の環状の壁面と円板部２１ｃにより成る環状の壁面との間には、スラスト軸受ＴＢ１を配設する。そのスラスト軸受ＴＢ１は、出力軸４０を中心軸２１に対して相対回転させる一方、その出力軸４０を中心軸２１に対して第１円板部２１ｃ側の軸線方向に相対移動させない部材である。これが為、出力軸４０は、その第２環状部４０ｄとスラスト軸受ＴＢ１と円板部２１ｃとによって、アウトプットディスク１８を各遊星ボール１４に押し付ける方向とは逆の軸線方向（図１の紙面左方向）への中心軸２１に対する相対移動が抑止される。従って、例えば出力側カム機構５２の推力等によって出力軸４０にその軸線方向（図１の紙面左方向）の力が作用した場合、その力は、前述したように、第２反力発生部（スラスト軸受ＴＢ１及び中心軸２１の円板部２１ｃ）の反力によって受け持たれる。
【００７２】
ここで、この出力軸４０の第１環状部４０ｂと入力軸３０の支持部材３３の第１環状部３３ｂにおける夫々の環状の壁面の間には、出力軸４０と入力軸３０との間の相対回転を可能にするスラスト軸受ＴＢ２を配設している。
【００７３】
この出力軸４０には、互いに噛み合い状態にある一対のはすば歯車（第１はすば歯車６１と第２はすば歯車６２）を取り付ける。ここでは、第１はすば歯車６１を出力軸４０と同軸上で一体になって回転させる。この一対のはすば歯車は、出力軸４０が正転しているときに、アウトプットディスク１８を各遊星ボール１４に押し付ける方向（図１の紙面右側の軸線方向）の推力（スラスト力）を第１はすば歯車６１から発生させるものである。また、これに対して、出力軸４０が逆転しているときには、それを反転させた逆方向（図１の紙面左方向）の推力（スラスト力）を第１はすば歯車６１から発生させるものでもある。つまり、この一対のはすば歯車は、一方に回転（正転）することでアウトプットディスク１８をインプットディスク１７に向けて押圧する軸線方向の推力（第１の力）を発生させ、他方に回転（逆転）することでその推力に対して反転させた軸線方向の反転力（第２の力）を発生させる軸線方向力の発生部（軸線方向力発生部）を成す。
【００７４】
第１はすば歯車６１は、回転軸Ｘを中心軸とする円筒部６１ａを有しており、この円筒部６１ａにおける軸線方向の一端に歯車部６１ｂが形成されている。この第１はすば歯車６１においては、その円筒部６１ａが歯車部６１ｂに対して無段変速機構１０側（図１の紙面右側）に位置している。
【００７５】
ここで、円筒部６１ａと歯車部６１ｂは、夫々の内周面を出力軸４０の第１円筒部４０ａの外周面と径方向で対向させており、その内径を出力軸４０の第１円筒部４０ａの外径と略同等の大きさに成形する。本実施例１においては、その円筒部６１ａ及び歯車部６１ｂの内周面（つまり第１はすば歯車６１の内周面）と第１円筒部４０ａの外周面とに互いに噛み合うスプラインＳＰを形成し、このスプラインＳＰを介して第１はすば歯車６１と第１円筒部４０ａをスプライン嵌合する。そのスプラインＳＰは、第１はすば歯車６１を出力軸４０と一体になって回転させるものである。更に、このスプラインＳＰは、第１はすば歯車６１が出力軸４０と共に正転しているときに、その第１はすば歯車６１の正転時における推力を出力軸４０に伝えるものでもある。
【００７６】
また、第１はすば歯車６１の円筒部６１ａは、その外周面を入力軸３０の支持部材３３における円筒部３３ａの内周面と径方向で対向させている。上述したように、この円筒部６１ａの外周面と円筒部３３ａの内周面との間には、ラジアル軸受ＲＢ３を介在させている。つまり、そのラジアル軸受ＲＢ３は、軸線方向において、一方（図１の紙面右側）の環状の壁面が出力軸４０の第１環状部４０ｂと対向し、他方（図１の紙面左側）の環状の壁面が歯車部６１ｂと対向する位置に配置されている。ここで、このラジアル軸受ＲＢ３における他方の環状の壁面には、第１はすば歯車６１が静止している状態において、入力軸３０の支持部材３３における第２環状部３３ｃの環状の壁面を当接させる。また、円筒部６１ａには、この状態でラジアル軸受ＲＢ３における一方の環状の壁面に当接させる環状部材を設ける。その環状部材は、円筒部６１ａの外周面よりも外径が大きいものであり、その円筒部６１ａに対して少なくとも軸線方向へと相対移動させないように配設する。この環状部材は、その円筒部６１ａに一体成形したものでもよく、別体のものを円筒部６１ａに取り付けてもよい。例えば、ここでは、この環状部材として、円筒部６１ａの外周面に形成した環状の溝に配設するスナップリングＳＲを用いる。このように、ラジアル軸受ＲＢ３は、入力軸３０の支持部材３３における第２環状部３３ｃと第１はすば歯車６１に設けたスナップリングＳＲとによって、軸線方向で挟み込まれている。
【００７７】
この第１はすば歯車６１は、出力軸４０が正転している場合に、アウトプットディスク１８を各遊星ボール１４に押し付ける方向（図１の紙面右側の軸線方向）の推力を発生する。これが為、この場合の第１はすば歯車６１は、その推力を出力軸４０にスプラインＳＰを介して伝達し、その推力と同一の方向に出力軸４０を押圧する。その押圧に伴う出力軸４０の軸線方向の力は、アウトプットディスク１８をインプットディスク１７に向けて押圧する押圧力となり、出力側カム機構５２を介して、アウトプットディスク１８、各遊星ボール１４、インプットディスク１７、入力側カム機構５１及び入力軸３０に伝わる。従って、その押圧力は、第１反力発生部（インプットハブ３２の環状部３２ｂ）の反力によって受け持たれる。その結果、出力軸４０の正転時には、第１はすば歯車６１の推力によって、アウトプットディスク１８を各遊星ボール１４に押し付けることができると共に、インプットディスク１７も各遊星ボール１４を押し付けることができる。
【００７８】
これに対して、出力軸４０が逆転している場合には、その第１はすば歯車６１が反転した軸線方向（図１の紙面左方向）の推力を発生させるが、スプラインＳＰの働きにより第１はすば歯車６１が出力軸４０に対して軸線方向にて係止されないので、その第１はすば歯車６１の推力による軸線方向の力が出力軸４０に働かない。この場合には、一対のはすば歯車（第１はすば歯車６１と第２はすば歯車６２）の推力によって、その出力軸４０がアウトプットディスク１８を各遊星ボール１４に押し付けることができない。尚、その第１はすば歯車６１の推力を出力軸４０に伝えることができたとしても、この無段変速機１においては、その推力の方向への中心軸２１に対する出力軸４０の相対移動がスラスト軸受ＴＢ１と円板部２１ｃによって規制されているので、その出力軸４０がアウトプットディスク１８に対して軸線方向の力を与えない。
【００７９】
しかしながら、その第１はすば歯車６１の推力は、スナップリングＳＲにも同様に働いているので、このスナップリングＳＲを介してラジアル軸受ＲＢ３に伝わり、更に、このラジアル軸受ＲＢ３に接する第２環状部３３ｃを介して入力軸３０に伝わる。これが為、この入力軸３０に伝達された軸線方向（図１の紙面左方向）の推力は、インプットディスク１７をアウトプットディスク１８に向けて押圧する押圧力となり、インプットハブ３２の環状部３２ｂから入力側カム機構５１を介して、インプットディスク１７、各遊星ボール１４、アウトプットディスク１８、出力側カム機構５２、出力軸４０、スラスト軸受ＴＢ１及び中心軸２１の円板部２１ｃに伝わる。従って、その押圧力は、第２反力発生部（スラスト軸受ＴＢ１及び円板部２１ｃ）の反力によって受け持たれる。その結果、出力軸４０の逆転時には、第１はすば歯車６１の反転方向の推力によって、アウトプットディスク１８を各遊星ボール１４に押し付けることができると共に、インプットディスク１７も各遊星ボール１４を押し付けることができる。
【００８０】
このように、この無段変速機１においては、出力軸４０の逆転時であっても、一対のはすば歯車（第１はすば歯車６１と第２はすば歯車６２）の推力によって、アウトプットディスク１８を各遊星ボール１４に押し付ける力と、インプットディスク１７を各遊星ボール１４に押し付ける力と、を発生させることができる。つまり、この無段変速機１においては、入力軸３０とラジアル軸受ＲＢ３とスナップリングＳＲが、出力軸４０の逆転時（即ち一対のはすば歯車の軸線方向の推力が反転したとき）に、その推力をインプットディスク１７に伝達する反転軸線方向力伝達部として機能する。この無段変速機１においては、その反転軸線方向力伝達部によって、出力軸４０の逆転時にインプットディスク１７とアウトプットディスク１８に対して夫々の遊星ボール１４への押圧力を発生させることができる。
【００８１】
以上の様に構成した本実施例１の無段変速機１においては、入力軸３０にトルクが入力されると、この入力軸３０がトルクの回転方向に応じて中心軸２１に対する相対回転を行う。その入力軸３０には入力側カム機構５１を介してインプットディスク１７が連結されているので、インプットディスク１７は、入力軸３０及び入力側カム機構５１と共に、その入力軸３０と同一方向へと中心軸２１に対する相対回転を行う。
【００８２】
例えば、正転方向のトルクが入力軸３０に入力されたときの様に入力軸３０が正転している場合、その入力側カム機構５１においては、インプットディスク１７側への推力とインプットハブ３２の環状部３２ｂ側への推力とが発生する。前述したように、この場合には、その入力側カム機構５１の推力と、第１反力発生部（インプットハブ３２の環状部３２ｂ）の反力と、第２反力発生部（スラスト軸受ＴＢ１及び中心軸２１の円板部２１ｃ）の反力と、によって、インプットディスク１７とアウトプットディスク１８が夫々の遊星ボール１４に押し付けられる。これにより、この入力軸３０の正転時には、そのインプットディスク１７の接触面１７ａと各遊星ボール１４の外周面との間に摩擦力が生じるので、その摩擦力によって、夫々の遊星ボール１４にインプットディスク１７からトルクが伝達される。ここで、その入力側カム機構５１の推力は、入力軸３０のトルクに応じた大きさになる。
【００８３】
その際、夫々の遊星ボール１４は、その中心を貫通する支持軸１４ａ及びアイドラローラ１３によって回転自在に支持されているので、インプットディスク１７から伝達されたトルクによって自転する。そして、アイドラローラ１３は、遊星ボール１４の自転に伴って、回転軸Ｘを中心に回転する。この自転状態にある夫々の遊星ボール１４は、その外周面において、アウトプットディスク１８の接触面１８ａにも接触している。これが為、その接触部分においても摩擦力が生じるので、アウトプットディスク１８には、その摩擦力によって、夫々の遊星ボール１４からトルクが伝達される。アウトプットディスク１８は、その夫々の遊星ボール１４からのトルクによって、入力軸３０やインプットディスク１７と同一の方向へと中心軸２１に対する相対回転を行う。
【００８４】
そのアウトプットディスク１８には、出力側カム機構５２を介して出力軸４０が連結されている。これが為、その出力側カム機構５２や出力軸４０についても、アウトプットディスク１８と同一の方向へと中心軸２１に対する相対回転を行う。その際、出力側カム機構５２においては、入力軸３０の正転時に、アウトプットディスク１８側への推力と出力軸４０への推力とが発生する。その推力は、アウトプットディスク１８のトルクに応じた大きさになる。前述したように、このような場合には、その出力側カム機構５２の推力と、第１反力発生部（インプットハブ３２の環状部３２ｂ）の反力と、第２反力発生部（スラスト軸受ＴＢ１及び中心軸２１の円板部２１ｃ）の反力と、によって、インプットディスク１７とアウトプットディスク１８が夫々の遊星ボール１４に押し付けられる。
【００８５】
更に、その際には、出力軸４０の回転に伴い、スプライン嵌合されている第１はすば歯車６１も同一方向に回転する。これが為、その第１はすば歯車６１には、噛み合い状態にある第２はすば歯車６２との間の作用によって、その回転方向に応じた軸線方向の推力が発生する。入力軸３０の正転時においては、出力軸４０も正転するので、アウトプットディスク１８を夫々の遊星ボール１４に押し付ける方向へと第１はすば歯車６１の推力が働く。前述したように、このときには、その第１はすば歯車６１の推力と、第１反力発生部（インプットハブ３２の環状部３２ｂ）の反力と、第２反力発生部（スラスト軸受ＴＢ１及び中心軸２１の円板部２１ｃ）の反力と、によって、インプットディスク１７とアウトプットディスク１８が夫々の遊星ボール１４に押し付けられる。
【００８６】
以上示した如く、本実施例１の無段変速機１は、入力軸３０の正転時に、入力側カム機構５１の推力と出力側カム機構５２の推力と一対のはすば歯車（第１はすば歯車６１と第２はすば歯車６２）による推力、そして、第１反力発生部（インプットハブ３２の環状部３２ｂ）の反力と第２反力発生部（スラスト軸受ＴＢ１及び中心軸２１の円板部２１ｃ）の反力によって、インプットディスク１７とアウトプットディスク１８を夫々の遊星ボール１４に適切な大きさで押し付けることができる。尚、その適切な大きさとは、少なくとも所望の伝達トルク容量の確保が可能なインプットディスク１７とアウトプットディスク１８による各遊星ボール１４への挟持力を発生させる大きさのことである。これにより、無段変速機構１０においては、インプットディスク１７及びアウトプットディスク１８と各遊星ボール１４との間に所望の接触圧力を発生させることができ、その接触圧力に応じた伝達トルク容量を確保することができる。従って、この無段変速機１においては、入力軸３０に入力されたトルクが、その伝達トルク容量に応じたトルクとなって出力軸４０に伝達されるようになる。その伝達トルク容量は、その夫々の推力、第１回転部材５１ａ及び第２回転部材５１ｂとカムローラ５１ｃとの間の摩擦係数、並びに第１回転部材５２ａ及び第２回転部材５２ｂとカムローラ５２ｃとの間の摩擦係数に応じて設定される。
【００８７】
その出力軸４０に伝達されるトルクは、換言するならば、入力軸３０のトルクを無段変速機構１０の変速比に応じて増減させたものである。その無段変速機構１０において、変速比は、支持軸１４ａと共に遊星ボール１４が傾転する傾転角に応じたものとなる。これが為、この無段変速機１においては、アイドラローラ１３を回転自在に支持しているアイドラプレート１１をシフト機構２０で軸線方向に移動させることにより夫々の遊星ボール１４を傾転させて、入力軸３０と出力軸４０との回転数の比である変速比を連続的に変化させる。
【００８８】
この無段変速機構１０においては、インプットディスク１７とアウトプットディスク１８の半径が同じならば、支持軸１４ａが中心軸２１と平行になっているときに、インプットディスク１７の接触面１７ａと各遊星ボール１４の外周面が接触している箇所における回転軸Ｘからの半径（接触半径）と、アウトプットディスク１８の接触面１８ａと各遊星ボール１４の外周面が接触している箇所における回転軸Ｘからの半径（接触半径）と、が同じになり、変速比が「１」になる。
【００８９】
これに対して、この無段変速機構１０においては、シフト機構２０の動作に伴い支持軸１４ａが中心軸２１に対して傾転しているときに、インプットディスク１７と各遊星ボール１４との間の接触半径又はアウトプットディスク１８と各遊星ボール１４との間の接触半径の内の何れか一方が各遊星ボール１４の傾転角に応じて増大し、他方がその傾転角に応じて減少する。従って、この無段変速機構１０においては、その接触半径の変化に応じてインプットディスク１７の回転数に対するアウトプットディスク１８の回転数が変化する。これにより、これらの回転数の比率である変速比は、図５に示すように、その傾転角に応じて変化することになる。尚、その図５は、インプットディスク１７の回転数を「１」とした場合のアウトプットディスク１８の回転数を傾転角毎にプロットし、各点を線で結んだものである。
【００９０】
次に、逆転方向のトルクが出力軸４０に入力されたときの様な出力軸４０が逆転している場合について説明する。
【００９１】
この場合、出力側カム機構５２とアウトプットディスク１８は、出力軸４０と共に、中心軸２１に対する逆転方向への相対回転を行う。その際、出力側カム機構５２においては、入力軸３０が正転しているときと同様の推力が発生する。これが為、その際には、その出力側カム機構５２の推力と、第１反力発生部（インプットハブ３２の環状部３２ｂ）の反力と、第２反力発生部（スラスト軸受ＴＢ１及び中心軸２１の円板部２１ｃ）の反力と、によって、インプットディスク１７とアウトプットディスク１８が夫々の遊星ボール１４に押し付けられる。ここで、その出力側カム機構５２の推力は、出力軸４０のトルクに応じた大きさになる。
【００９２】
更に、この出力軸４０の逆転時には、出力軸４０の回転に伴い、スプライン嵌合されている第１はすば歯車６１も同一方向に回転する。これが為、その第１はすば歯車６１には、噛み合い状態にある第２はすば歯車６２との間の作用によって、アウトプットディスク１８を夫々の遊星ボール１４から引き離す方向（図１の紙面左側への軸線方向）の推力が発生する。
【００９３】
その第１はすば歯車６１の推力は、前述したように、スプラインＳＰを介して出力軸４０に伝えることはできないが、スナップリングＳＲには伝わる。従って、出力軸４０の逆転時には、前述したように、その第１はすば歯車６１の反転方向の推力と、第１反力発生部（インプットハブ３２の環状部３２ｂ）の反力と、第２反力発生部（スラスト軸受ＴＢ１及び中心軸２１の円板部２１ｃ）の反力と、によって、インプットディスク１７とアウトプットディスク１８が夫々の遊星ボール１４に押し付けられる。
【００９４】
これにより、そのアウトプットディスク１８の接触面１８ａと各遊星ボール１４の外周面との間に摩擦力が生じるので、その摩擦力によって、夫々の遊星ボール１４には、アウトプットディスク１８からトルクが伝達される。
【００９５】
この出力軸４０の逆転時には、そのアウトプットディスク１８から伝達されたトルクによって夫々の遊星ボール１４が自転し、その自転に伴い回転軸Ｘを中心にアイドラローラ１３を回転させる。この自転状態にある夫々の遊星ボール１４は、その外周面において、インプットディスク１７の接触面１７ａにも接触している。これが為、その接触部分においても摩擦力が生じるので、インプットディスク１７には、その摩擦力によって、夫々の遊星ボール１４からトルクが伝達される。インプットディスク１７は、その夫々の遊星ボール１４からのトルクによって、出力軸４０やアウトプットディスク１８と同一の方向へと中心軸２１に対する相対回転を行う。これにより、入力側カム機構５１や入力軸３０についても、そのインプットディスク１７と同一の方向へと中心軸２１に対する相対回転を行う。
【００９６】
その際、入力側カム機構５１においては、入力軸３０が正転しているときと同様の推力が発生する。これが為、その際には、その入力側カム機構５１の推力と、第１反力発生部（インプットハブ３２の環状部３２ｂ）の反力と、第２反力発生部（スラスト軸受ＴＢ１及び中心軸２１の円板部２１ｃ）の反力と、によって、インプットディスク１７とアウトプットディスク１８が夫々の遊星ボール１４に押し付けられる。
【００９７】
以上示した如く、本実施例１の無段変速機１は、出力軸４０の逆転時においても、入力側カム機構５１の推力と出力側カム機構５２の推力と一対のはすば歯車（第１はすば歯車６１と第２はすば歯車６２）による反転方向の推力、そして、第１反力発生部（インプットハブ３２の環状部３２ｂ）の反力と第２反力発生部（スラスト軸受ＴＢ１及び中心軸２１の円板部２１ｃ）の反力によって、インプットディスク１７とアウトプットディスク１８を夫々の遊星ボール１４に適切な大きさで押し付けることができる。これにより、無段変速機構１０においては、インプットディスク１７及びアウトプットディスク１８と各遊星ボール１４との間に所望の接触圧力を発生させることができ、その接触圧力に応じた伝達トルク容量を確保することができる。従って、この無段変速機１においては、出力軸４０に入力されたトルクが、その伝達トルク容量に応じたトルクとなって入力軸３０に伝達されるようになる。その入力軸３０に伝達されるトルクは、換言するならば、出力軸４０に入力されたトルクを無段変速機構１０の変速比に応じて増減させたものである。
【００９８】
ここで、入力軸３０に正転方向のトルクが入力される又は出力軸４０に逆転方向のトルクが入力される無段変速機１の具体的な適用例の１つを図６に示す。その具体例としては、自動車等の車両における変速機への適用が考えられる。
【００９９】
例えば、その車両においては、エンジン１０１の出力軸１０２をクラッチ１０３の入力側に連結すると共に、そのクラッチ１０３の出力側に無段変速機１の入力軸３０を連結して、エンジン１０１の出力トルクを正転方向のトルクとして入力軸３０に入力させる。これにより、その無段変速機１は、上述した入力軸３０の正転時において説明したように、適量のアウトプットディスク１８を各遊星ボール１４に押し付ける力とインプットディスク１７を各遊星ボール１４に押し付ける力とを発生させることができるので、エンジン１０１の出力トルクをその際の接触圧力による伝達トルク容量に応じたトルクにして出力軸４０に伝えることができる。この車両では、第２はすば歯車６２を差動装置１０４と同軸上に配設しているので、一対のはすば歯車（第１はすば歯車６１と第２はすば歯車６２）を経た出力軸４０のトルクが差動装置１０４を介して左右の車軸１０５及び車輪Ｗに伝達され、前進走行を行う。
【０１００】
また、この車両においては、例えばエンジン１０１のフューエルカット時等の減速時に、車輪Ｗ、車軸１０５及び差動装置１０４を介して、前進走行時とは逆方向のトルクが一対のはすば歯車（第１はすば歯車６１と第２はすば歯車６２）に入力される。つまり、このときの出力軸４０には、逆転方向のトルクが入力される。これが為、このときの無段変速機１は、上述した出力軸４０の逆転時において説明したように、この逆転時でも、即ち第１はすば歯車６１の推力が前進走行時とは逆向きに働く状況下においても、適量のアウトプットディスク１８を各遊星ボール１４に押し付ける力とインプットディスク１７を各遊星ボール１４に押し付ける力とを発生させることができるので、車輪Ｗからのトルクをその際の接触圧力による伝達トルク容量に応じたトルクにして入力軸３０に伝えることができる。そして、その入力軸３０の逆転方向のトルクは、クラッチ１０３を介してエンジン１０１の出力軸１０２に伝わる。このように、この無段変速機１は、車輪Ｗ側からの逆転方向のトルクをエンジン１０１の出力軸１０２に伝えることができるので、エンジン１０１をフューエルカットしても、その出力軸１０２の回転が停止せず、エンジン１０１の再始動を円滑に行うことができる。また、この無段変速機１は、エンジン１０１にフューエルカットを実行させることができるので、燃費性能を向上させることができる。更に、この無段変速機１は、車輪Ｗ側から逆転方向のトルクが出力軸４０に入力された際に空回りしないので、即ちその逆転方向のトルクを入力軸３０に伝えることができるので、本車両において所謂エンジンブレーキを働かせることができる。
【０１０１】
また、別の具体例としては、電気エネルギを機械エネルギに変換して出力する電動機としての機能（力行機能）と、機械エネルギを電気エネルギに変換する発電機としての機能（回生機能）と、を兼ね備えている回転電機であり、変速機能内蔵型のものへの適用が考えられる。以下においては、少なくとも一部分が車両の車輪のホイールの内側に配置される電動機、つまりハイブリッド自動車（ＨＶ：Ｈｙｂｒｉｄ  Ｖｅｈｉｃｌｅ）、電気自動車（ＥＶ：Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｖｅｈｉｃｌｅ）、燃料電池自動車（ＦＣＶ：Ｆｕｅｌ  Ｃｅｌｌ  Ｖｅｈｉｃｌｅ）等の車両で主に走行用の駆動源として使用される所謂インホイールモータへの適用例として説明する。
【０１０２】
図７の符号２００は、ここで例示するインホイールモータを示す。この図７において、これまでの説明で用いた符号で示す部分は、先の例示と共通のものを表している。従って、ここでは、これまでの説明と異なる構成に関する部分について説明を行う。
【０１０３】
このインホイールモータ２００は、その少なくとも一部分が図示しない車輪のホイールの内周側に当該車輪を回転駆動し得るよう配置されるものであり、電動機又は発電機として作動可能な電動発電機部２０１を備えている。その電動発電機部２０１は、基本的に永久磁石式同期電動機として構成する。また、このインホイールモータ２００は、その電動発電機部２０１のロータの回転速度（回転数）と出力軸４０の回転速度（回転数）との比率を変化させ得る変速部も備えている。ここでは、その変速部として上述した無段変速機１を用いる。そして、電動発電機部２０１を回転軸Ｘと同軸の円筒状に形成し、その電動発電機部２０１の径方向内側に無段変速機１を配設して装置のコンパクト化を図る。
【０１０４】
ここで、この例示における無段変速機１は、インホイールモータ２００への適用にあたって、その構成の一部を変更する。具体的には、図１の入力軸３０を図７に示す入力軸２３０に置き換えて、その入力軸２３０に電動発電機部２０１のロータとしての機能も持たせる。その入力軸２３０は、入力軸３０のインプットハブ３２と略同等の形状からなるロータ２３１と、入力軸３０の支持部材３３と同じ形状及び機能を持つ支持部材２３２と、で構成する。この入力軸２３０は、入力軸３０と同様に、ロータ２３１と支持部材２３２が一体になって中心軸２１に対する相対回転を行う。
【０１０５】
ロータ２３１は、インプットハブ３２と同様の円筒部２３１ａと環状部２３１ｂとを備えている。つまり、このロータ２３１は、回転軸Ｘを中心軸とした円筒部２３１ａと、この円筒部２３１ａのインプットディスク１７側の一端にて径方向内側に延設されたフランジの如き環状部２３１ｂと、を備える。
【０１０６】
その円筒部２３１ａは、インプットハブ３２の円筒部３２ａと同じ形状のものである。この円筒部２３１ａは、ロータコア（ロータ鉄心）を成すものであり、複数の永久磁石（図示略）を備える。その夫々の永久磁石は、例えば、円筒部２３１ａの周方向に沿って等間隔で設けられており、周方向に隣り合う２つの永久磁石の極性が互いに異なるように設定されている。このロータ２３１は、複数の永久磁石が円筒部２３１ａに埋め込まれて設けられる埋込磁石型の永久磁石ロータであってもよく、複数の永久磁石が円筒部２３１ａの表面に設けられる表面磁石型の永久磁石ロータであってもよい。
【０１０７】
環状部２３１ｂは、インプットハブ３２の環状部３２ｂに対して、入力側カム機構５１とは反対側の環状の壁面における径方向内側を軸線方向にて薄くし、これにより出来た段差をラジアル軸受ＲＢ６の配設部として利用する。ロータ２３１は、その配設部の内周面において、そのラジアル軸受ＲＢ６を介し、後述するアウターケース２０４の円板部２０４ｂにおける段付き部の外周面に対して相対回転自在に支持させる。つまり、そのラジアル軸受ＲＢ６は、その外輪が配設部の内周面に嵌合され、且つ、その内輪が段付き部の外周面に嵌合される。ここで、そのアウターケース２０４は、中心軸２１（ステータ軸２１）に対して相対回転しない。これが為、入力軸２３０は、ラジアル軸受ＲＢ３，ＲＢ６を介して中心軸２１（ステータ軸２２１）に対する相対回転を行う。
【０１０８】
また、そのラジアル軸受ＲＢ６は、軸線方向において、環状部２３１ｂにおける上記の配設部の環状の壁面と円板部２０４ｂにおける段付き部の壁面とで挟持する。そして、アウターケース２０４は、中心軸２１（ステータ軸２２１）に対して軸線方向に相対移動させない。これが為、環状部２３１ｂは、環状部３２ｂと同様に、第１反力発生部として機能する。
【０１０９】
支持部材２３２は、入力軸３０の支持部材３３と同じ形状及び機能を持つものであり、円筒部２３２ａと第１環状部２３２ｂと第２環状部２３２ｃとを有する。これが為、その第２環状部２３２ｃは、前述した反転軸線方向力伝達部としての機能の一部を為す。
【０１１０】
遊星ボール１４は、磁性体又は非磁性体の何れによっても構成することができる。
【０１１１】
このインホイールモータ２００における無段変速機１とは、電動発電機部２０１のロータ２３１の回転速度（回転数）と出力軸４０の回転速度（回転数）との比である変速比を無段階に変化させ得るものである。これにより、このインホイールモータ２００は、車輪の回転数に拘わらず常にエネルギ効率の良い回転数で電動発電機部２０１を駆動させることができる。
【０１１２】
電動発電機部２０１は、その入力軸２３０における回転子としてのロータ２３１と、固定子としてのステータ２０２と、を有する。
【０１１３】
そのステータ２０２は、電力が供給されることで所定の磁界を形成するものである。このステータ２０２は、回転軸Ｘを中心軸とする円筒状を成し、ロータ２３１を径方向外側から覆うように配置する。具体的に、このステータ２０２は、ステータコイル２０３とアウターケース２０４とで構成する。
【０１１４】
ステータコイル２０３は、ステータコア（ステータ鉄心）に巻き付けた複数のコイルからなる。その夫々のコイルは、アウターケース２０４の後述する円筒部２０４ａの内周面に周方向に沿って略等間隔に配置して固定する。そのステータコアには、電磁鋼板を積層して構成されたものや、圧粉磁心により構成されたものを用いる。
【０１１５】
このステータコイル２０３は、例えば、三相ケーブル等を介して車両の駆動ＥＣＵたる駆動制御装置（図示略）に電気的に接続する。例えば、この駆動制御装置には、車両の統合ＥＣＵたる統合制御装置（図示略）からインホイールモータ２００が出力すべきトルクの指令値が送られる。その指令を受けた駆動制御装置は、そのトルクの出力に必要な制御電流を生成し、三相ケーブルを介してステータコイル２０３に供給する。
【０１１６】
アウターケース２０４は、底部のある筒状の部材であり、無段変速機１の中心軸２１をステータ軸２２１として共有すると共に、円筒部２０４ａと円板部２０４ｂとを有する。その円筒部２０４ａは、回転軸Ｘを中心軸とし、ロータ２３１の外径よりも大きな内径を有する円筒状に成形されたものである。この円筒部２０４ａは、その内周面でロータ２３１の外周面を覆うように配置して、その外周面との間でステータコイル２０３を成す夫々のコイルを保持する。一方、円板部２０４ｂは、円筒部２０４ａのインプットディスク１７側の一端の開口を閉塞させるべく設けた回転軸Ｘを中心軸とする円板状のものである。このアウターケース２０４においては、円筒部２０４ａと円板部２０４ｂとが一体化されることで、その円板部２０４ｂが円筒部２０４ａの底部となる。また、このアウターケース２０４は、その円板部２０４ｂにおいて車体に対する固定軸であるステータ軸２２１に嵌合させる。尚、ここでのステータ軸２２１は、無段変速機１の中心軸２１と同じ形状のものであり、シフト機構２０を成すシフト軸２２等を備えている。ここで、そのステータ軸２２１に挿入したシフト軸２２は、円板部２０４ｂから突出させておく。
【０１１７】
このアウターケース２０４は、円筒部２０４ａと円板部２０４ｂとで形成される内方の円柱状の空間部分に無段変速機１を収容する。その円板部２０４ｂには、収容された無段変速機１と対向する面に、ラジアル軸受ＲＢ６の軸線方向及び径方向内側を保持する段付き部が形成されている。
【０１１８】
この電動発電機部２０１においては、ステータ２０２のステータコイル２０３が形成する磁界の磁気を受けて、ロータ２３１が回転駆動し、機械的動力、つまりトルクを発生する。このインホイールモータ２００においては、そのロータ２３１のトルクが入力軸２３０のトルクとなり、その入力軸２３０が正転方向に回転して、無段変速機１が上述したように作動する。つまり、出力軸４０には、その入力軸２３０のトルクが伝達トルク容量に応じたトルクとなって伝達される。ここで、このインホイールモータ２００は、アウターケース２０４の円板部２０４ｂ側を車体側に向けた状態で、第２はすば歯車６２の回転軸を車輪の同軸上に配置してホイールに取り付ける。これが為、このインホイールモータ２００は、その第２はすば歯車６２を介して出力軸４０のトルクをホイールに伝達して、車輪を前進方向へと回転させる。
【０１１９】
一方、このインホイールモータ２００は、車両の減速時に出力軸４０を逆転させる。この場合、無段変速機１は、上述した出力軸４０の逆転時と同様に作動し、その出力軸４０のトルクを伝達トルク容量に応じたトルクにして入力軸２３０へと伝えることができる。その際には、入力軸２３０に伝達されたトルクが逆転方向に働いている。これが為、このインホイールモータ２００においては、電動発電機部２０１を発電機として作動させ、ロータ２３１のトルクを電力に変換して、バッテリ（図示略）に蓄電させることができる。つまり、このインホイールモータ２００は、車両の減速時に電力を回生することができる。また、入力軸２３０の逆転方向のトルクがロータ２３１に回転抵抗を生じさせるので、このインホイールモータ２００においては、その逆転方向の回転を制動するモータ回生トルクがロータ２３１に生じる。つまり、このインホイールモータ２００は、ロータ２３１に生じる負のモータトルクであるモータ回生トルクにより、ロータ２３１、インプットディスク１７、遊星ボール１４、アウトプットディスク１８、出力軸４０等の回転部材の回転を制動することができる。従って、このインホイールモータ２００を搭載した車両は、車輪の路面との接地面に制動力（負の駆動力）が生じるので、制動することができる。即ち、このインホイールモータ２００は、電力の回生によるモータ回生トルクを車輪に作用させ、負の駆動力である制動力を車両に働かせるという回生制動を行わせることができる。
【０１２０】
このように、この無段変速機１は、出力軸４０の逆転時にも適切な伝達トルク容量を確保し、その出力軸４０のトルクを伝達トルク容量に応じたトルクにして入力軸２３０へと伝えることができるので、インホイールモータ２００に電力の回生及び回生制動を実現させることができる。
【０１２１】
［実施例２］
本発明に係る無段変速機の実施例２を図８に基づいて説明する。
【０１２２】
前述した実施例１の入力側カム機構５１（図４）は、入力軸３０が逆転したときに軸線方向の推力を発生させることができない。これが為、入力軸３０の逆転時には、インプットディスク１７とアウトプットディスク１８を各遊星ボール１４に押し付けることができず、アウトプットディスク１８や出力軸４０を回転させることができない。また、これにより、入力軸３０の逆転時には、第１はすば歯車６１にも推力が発生しないので、インプットディスク１７とアウトプットディスク１８を各遊星ボール１４に押し付けることができない。そこで、本実施例２の無段変速機１は、その入力側カム機構５１を図８に示す入力側カム機構１５１に置き換える。
【０１２３】
本実施例２の入力側カム機構１５１は、入力軸３０又はインプットディスク１７が正転又は逆転何れの方向に回転しても軸線方向の推力を発生させるものである。この入力側カム機構１５１は、回転軸Ｘを中心軸にして当該回転軸Ｘ上に対向させて配置した環状の第１回転部材１５１ａ及び第２回転部材１５１ｂと、これら第１回転部材１５１ａと第２回転部材１５１ｂの夫々の対向する面に挟持されるカムローラ１５１ｃと、を有する。ここで、そのカムローラ１５１ｃは、第１回転部材１５１ａと第２回転部材１５１ｂの互いに対向する面に各々形成したカム面１５１ｄにおいて挟持する。その夫々のカム面１５１ｄは、基準面に対する軸線方向の間隔について、正転時の周方向に向けて徐々に拡げるよう傾斜させ、その最大間隔部分から正転時の周方向に向けて徐々に狭めるよう傾斜させたものである。つまり、そのカム面１５１ｄは、基準面に対して谷溝の如き形状になっている。
【０１２４】
ここでは、その第１回転部材１５１ａをインプットハブ３２の環状部３２ｂの環状面に一体となって回転するよう配設し、第２回転部材１５１ｂをインプットディスク１７の径方向外側の端部に一体となって回転するよう配設する。これが為、この入力側カム機構１５１においては、入力軸３０に正転方向のトルクが入力される又はインプットディスク１７に逆転方向のトルクが入力されると、実施例１の入力側カム機構５１と同様のトルクの伝達と軸線方向の推力の発生が可能になる。一方、この入力側カム機構１５１は、入力軸３０に逆転方向のトルクが入力される又はインプットディスク１７に正転方向のトルクが入力されると、入力軸３０の正転時又はインプットディスク１７の逆転時とは逆の動きとなるが、トルクの伝達と軸線方向の推力の発生が可能になる。
【０１２５】
この本実施例２の無段変速機１は、入力軸３０の正転時（アウトプットディスク１８の正転時）の動作が実施例１における入力軸３０の正転時のものと同じであり、また、出力軸４０の逆転時（インプットディスク１７の逆転時）の動作が実施例１における出力軸４０の逆転時のものと同じである。これが為、本実施例２においては、これらの場合の動作説明を省略する。
【０１２６】
それでは、逆転方向のトルクが入力軸３０に入力されたときの様な入力軸３０が逆転している場合の無段変速機１の動作について説明する。
【０１２７】
この場合、入力側カム機構１５１とインプットディスク１７は、入力軸３０と共に、中心軸２１に対する逆転方向への相対回転を行う。その際、入力側カム機構１５１においては、インプットディスク１７側への推力とインプットハブ３２の環状部３２ｂ側への推力とが発生する。そのインプットディスク１７側への推力と第２反力発生部（スラスト軸受ＴＢ１及び中心軸２１の円板部２１ｃ）の反力との関係は、入力側カム機構５１を採用したときと同じであり、その反力がその推力を受け持つ。また、インプットハブ３２の環状部３２ｂ側への推力と第１反力発生部（インプットハブ３２の環状部３２ｂ）の反力との関係も、入力側カム機構５１を採用したときと同じであり、その反力は、その推力を受け持つ。これが為、入力軸３０の逆転時には、その入力側カム機構１５１の推力と、第１反力発生部（インプットハブ３２の環状部３２ｂ）の反力と、第２反力発生部（スラスト軸受ＴＢ１及び中心軸２１の円板部２１ｃ）の反力と、によって、インプットディスク１７とアウトプットディスク１８を夫々の遊星ボール１４に押し付けることができる。これにより、この入力軸３０の逆転時には、そのインプットディスク１７の接触面１７ａと各遊星ボール１４の外周面との間に摩擦力が生じるので、その摩擦力によって、夫々の遊星ボール１４にインプットディスク１７からトルクが伝達される。ここで、その入力側カム機構１５１の推力は、入力軸３０のトルクに応じた大きさになる。
【０１２８】
この入力軸３０の逆転時には、そのインプットディスク１７から伝達されたトルクによって夫々の遊星ボール１４が自転し、その自転に伴い回転軸Ｘを中心にアイドラローラ１３を回転させる。この自転状態にある夫々の遊星ボール１４は、その外周面とアウトプットディスク１８の接触面１８ａとの接触部分で生じている摩擦力によって、アウトプットディスク１８にトルクを伝達する。そのアウトプットディスク１８は、その夫々の遊星ボール１４からのトルクによって、入力軸３０やインプットディスク１７と同一の方向へと中心軸２１に対する相対回転を行う。これにより、出力側カム機構５２や出力軸４０ついても、そのアウトプットディスク１８と同一の方向へと中心軸２１に対する相対回転を行う。
【０１２９】
その際、その出力側カム機構５２においては、アウトプットディスク１８が逆転して、第１回転部材５２ａと第２回転部材５２ｂの夫々の係止面５２ｅでカムローラ５２ｃが係止されるので、これらが一体になって逆転方向に回転し、出力軸４０を逆転させることができる。その一方で、この入力軸３０の逆転時における出力側カム機構５２においては、第１回転部材５２ａと第２回転部材５２ｂの夫々のカム面５２ｄでカムローラ５２ｃを挟持できないので、軸線方向の推力が発生しない。
【０１３０】
しかしながら、この入力軸３０の逆転時には、その出力軸４０の逆転に伴い、スプライン嵌合されている第１はすば歯車６１も同一方向に回転する。これが為、その第１はすば歯車６１には、噛み合い状態にある第２はすば歯車６２との間の作用によって、アウトプットディスク１８を夫々の遊星ボール１４から引き離す方向（図１の紙面左側への軸線方向）の推力が発生する。従って、この入力軸３０の逆転時においても、出力軸４０の逆転時と同様に、その第１はすば歯車６１の推力と、第１反力発生部（インプットハブ３２の環状部３２ｂ）の反力と、第２反力発生部（スラスト軸受ＴＢ１及び中心軸２１の円板部２１ｃ）の反力と、によって、インプットディスク１７とアウトプットディスク１８を夫々の遊星ボール１４に押し付けることができる。
【０１３１】
以上示した如く、本実施例２の無段変速機１は、入力軸３０の逆転時に、入力側カム機構１５１の推力と一対のはすば歯車（第１はすば歯車６１と第２はすば歯車６２）による推力、そして、第１反力発生部（インプットハブ３２の環状部３２ｂ）の反力と第２反力発生部（スラスト軸受ＴＢ１及び中心軸２１の円板部２１ｃ）の反力によって、インプットディスク１７とアウトプットディスク１８を夫々の遊星ボール１４に適切な大きさで押し付けることができる。これにより、無段変速機構１０においては、インプットディスク１７及びアウトプットディスク１８と各遊星ボール１４との間に所望の接触圧力を発生させることができ、その接触圧力に応じた伝達トルク容量を確保することができる。従って、この無段変速機１においては、入力軸３０に入力された逆転方向のトルクが、その伝達トルク容量に応じたトルクとなって出力軸４０に伝達されるようになる。尚、このときの伝達トルク容量は、その夫々の推力、並びに第１回転部材１５１ａ及び第２回転部材１５１ｂとカムローラ１５１ｃとの間の摩擦係数に応じて設定される。これが為、ここでは、例えば、入力側カム機構１５１や一対のはすば歯車を実施例１よりも推力が大きくなるよう構成し、少なくなった出力側カム機構５２の推力の分を補えばよい。
【０１３２】
次に、正転方向のトルクが出力軸４０に入力されたときの様な出力軸４０が正転している場合について説明する。
【０１３３】
この場合、出力側カム機構５２とアウトプットディスク１８は、出力軸４０と共に、中心軸２１に対する正転方向への相対回転を行う。その際、その出力側カム機構５２においては、出力軸４０が正転しているので、第１回転部材５２ａと第２回転部材５２ｂの夫々の係止面５２ｅにおいてカムローラ５２ｃが係止される。これが為、この出力軸４０の正転時における出力側カム機構５２においては、上記の入力軸３０の逆転時と同様に、出力軸４０を逆転させることはできるが、軸線方向の推力を発生させることはできない。
【０１３４】
ここで、出力軸４０の正転時には、第１はすば歯車６１がアウトプットディスク１８を各遊星ボール１４に押し付ける方向の推力を発生させる。これが為、この出力軸４０の正転時には、その第１はすば歯車６１の推力と、第１反力発生部（インプットハブ３２の環状部３２ｂ）の反力と、第２反力発生部（スラスト軸受ＴＢ１及び中心軸２１の円板部２１ｃ）の反力と、によって、インプットディスク１７とアウトプットディスク１８を夫々の遊星ボール１４に押し付けることができる。そして、これにより、そのアウトプットディスク１８の接触面１８ａと各遊星ボール１４の外周面との間に摩擦力が生じるので、その摩擦力によって、夫々の遊星ボール１４には、アウトプットディスク１８からトルクが伝達される。
【０１３５】
この出力軸４０の正転時には、そのアウトプットディスク１８から伝達されたトルクによって夫々の遊星ボール１４が自転し、その自転に伴い回転軸Ｘを中心にアイドラローラ１３を回転させる。この自転状態にある夫々の遊星ボール１４は、その外周面とインプットディスク１７の接触面１７ａとの接触部分で生じている摩擦力によって、インプットディスク１７にトルクを伝達する。そのインプットディスク１７は、その夫々の遊星ボール１４からのトルクによって、出力軸４０やアウトプットディスク１８と同様に中心軸２１に対する正転方向の相対回転を行う。これにより、入力側カム機構１５１や入力軸３０ついても、そのインプットディスク１７と同一の方向へと中心軸２１に対する相対回転を行う。
【０１３６】
その際には、入力軸３０の正転時と同様の推力が入力側カム機構１５１において発生するので、その推力と、第１反力発生部（インプットハブ３２の環状部３２ｂ）の反力と、第２反力発生部（スラスト軸受ＴＢ１及び中心軸２１の円板部２１ｃ）の反力と、によって、インプットディスク１７とアウトプットディスク１８を夫々の遊星ボール１４に押し付けることができる。その推力は、インプットディスク１７のトルクに応じた大きさになる。
【０１３７】
以上示した如く、本実施例２の無段変速機１は、出力軸４０の正転時に、一対のはすば歯車（第１はすば歯車６１と第２はすば歯車６２）による推力と入力側カム機構１５１の推力、そして、第１反力発生部（インプットハブ３２の環状部３２ｂ）の反力と第２反力発生部（スラスト軸受ＴＢ１及び中心軸２１の円板部２１ｃ）の反力によって、インプットディスク１７とアウトプットディスク１８を夫々の遊星ボール１４に適切な大きさで押し付けることができる。これにより、この場合でも、無段変速機構１０において、インプットディスク１７及びアウトプットディスク１８と各遊星ボール１４との間に所望の接触圧力を発生させることができ、その接触圧力に応じた伝達トルク容量を確保することができる。従って、この無段変速機１においては、出力軸４０に入力されたトルクが、その伝達トルク容量に応じたトルクとなって入力軸３０に伝達されるようになる。尚、このときの伝達トルク容量は、その夫々の推力、並びに第１回転部材１５１ａ及び第２回転部材１５１ｂとカムローラ１５１ｃとの間の摩擦係数に応じて設定される。これが為、ここでは、例えば、入力側カム機構１５１や一対のはすば歯車を実施例１よりも推力が大きくなるよう構成し、少なくなった出力側カム機構５２の推力の分を補えばよい。
【０１３８】
ここで、本実施例２の無段変速機１においては、出力側カム機構５２についても、図８に示す入力側カム機構１５１と同様の構成からなるものに置き換えてもよい。その図８に示す出力側カム機構１５２は、第１回転部材１５２ａと、第２回転部材１５２ｂと、カムローラ１５２ｃと、カム面１５２ｄと、を備えている。ここでは、第１回転部材１５２ａをアウトプットディスク１８の径方向外側の端部に一体となって回転するよう配設し、第２回転部材１５２ｂを第２円筒部４０ｃの環状の端面に一体となって回転するよう配設する。これが為、この出力側カム機構１５２は、出力軸４０又はアウトプットディスク１８が正転又は逆転何れの方向に回転しても軸線方向の推力を発生させることができる。
【０１３９】
これにより、上記の入力軸３０の逆転時又は上記の出力軸４０の正転時においては、その出力側カム機構１５２の推力によっても、インプットディスク１７とアウトプットディスク１８を夫々の遊星ボール１４に押し付けることができる。従って、これに依れば、インプットディスク１７とアウトプットディスク１８を夫々の遊星ボール１４に押し付ける為の力として出力側カム機構１５２の推力も加わるので、それを補っていた入力側カム機構１５１や一対のはすば歯車の推力を減少させても、適切な伝達トルク容量を確保することができる。また、これに伴い、その入力側カム機構１５１や一対のはすば歯車の負荷を軽減することもできる。
【０１４０】
この本実施例２の無段変速機１は、入力軸３０又は出力軸４０の何れにトルクが入力されたとしても、また、そのトルクの回転方向が正転又は逆転のどちらであっても、適切な伝達トルク容量を確保して、入力されたトルクの変速及び伝達が可能になる。つまり、この無段変速機１は、入力軸３０を出力軸にして使用し且つ出力軸４０を入力軸にして使用する構成であっても、入力側と出力側との間でトルクを適切に伝えることができる。この入力側と出力側を入れ替えた構成の場合には、一対のはすば歯車（第１はすば歯車６１と第２はすば歯車６２）が新たな入力側（上記の例示における出力軸４０）に配設されることになる。また、その場合には、一対のはすば歯車（第１はすば歯車６１と第２はすば歯車６２）を新たな出力側（上記の例示における入力軸３０）に設けることも可能であり、これによっても適切な伝達トルク容量を確保することができる。
【０１４１】
ここで、上述した各実施例１，２においては、軸線方向力発生部として一対のはすば歯車（第１はすば歯車６１と第２はすば歯車６２）を例示した。しかしながら、その軸線方向力発生部は、必ずしもそのような一対のはすば歯車に限定するものではない。例えば、この軸線方向力発生部としては、その一対のはすば歯車（第１はすば歯車６１と第２はすば歯車６２）と同等の動作が可能な電動モータ等の電動アクチュエータや油圧アクチュエータなどを利用してもよい。
【０１４２】
また、この軸線方向力発生部は、アウトプットディスク１８をインプットディスク１７に向けて押圧する軸線方向の推力を発生させるが、反転力については発生させないように構成したものであってもよい。この場合には、無段変速機１が、アウトプットディスク１８をインプットディスク１７から引き離す方向の力であり、軸線方向力発生部の推力に対して反転させた軸線方向の反転力を発生させる反転力発生部又は構造を有していればよい。
【産業上の利用可能性】
【０１４３】
以上のように、本発明に係る無段変速機は、入力部材と、出力部材と、これらに挟持された回転部材と、を備え、入力部材及び出力部材を回転部材に押し付けることで発生した摩擦力によって入力部材と出力部材との間でトルク伝達させ、且つ、その入力部材と出力部材との間の変速比を無段階に変化させるものにおいて、その入力部材と出力部材の間に軸線に沿った両方向の押圧力を適切に発生可能な技術として有用である。
【符号の説明】
【０１４４】
１  無段変速機
１０  無段変速機構
１４  遊星ボール
１７  インプットディスク
１８  アウトプットディスク
２０  シフト機構
２１  中心軸
２１ｃ  円板部
３０  入力軸
３２  インプットハブ
３２ｂ  環状部
３３  支持部材
３３ｃ  第２環状部
４０  出力軸
４０ｄ  第２環状部
５１，１５１  入力側カム機構
５２，１５２  出力側カム機構
６１  第１はすば歯車
６２  第２はすば歯車
２２１  ステータ軸
ＲＢ１，ＲＢ２，ＲＢ３，ＲＢ４，ＲＢ５，ＲＢ６  ラジアル軸受
ＳＰ  スプライン
ＳＲ  スナップリング
ＴＢ１，ＴＢ２  スラスト軸受
Ｘ  回転軸
【図１】
2011067813.tif 000003
【図２】
2011067813.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2011067813.tif 000009
【図８】
2011067813.tif 000010
【国際調査報告】
2011067813.tif 000011
2011067813.tif 000012
2011067813.tif 000013
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